(57)【要約】【課題】本発明は、インバータがモータのＰＷＭ制御のために供給するモータ電流を検出する電流センサのオフセット補償装置を提供する。【解決手段】本発明の電流センサのオフセット補償装置は、電流センサによって検出されたモータ電流に基づいて生成されたＰＷＭ信号をインバータに提供し、モータのＰＷＭ制御可否により電流センサが検出したモータ電流を利用してオフセットを算出するか、または電流センサが検出したモータ電流をオフセット補償する電流制御部を含む電流センサのオフセット補償装置である。【選択図】図２
2013128403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータが、モータのＰＷＭ制御のために供給するモータ電流を検出する電流センサのオフセット補償装置において、
前記電流センサによって検出された前記モータ電流に基づいて生成されたＰＷＭ信号を前記インバータに提供し、前記モータのＰＷＭ制御可否により前記電流センサが検出した前記モータ電流を利用してオフセットを算出するか、または前記電流センサが検出した前記モータ電流をオフセット補償する電流制御部を含むことを特徴とする、電流センサにおけるオフセット補償装置。
【請求項２】
前記電流制御部は、
前記モータのＰＷＭ制御が中断される場合、前記モータ電流を利用して前記オフセットを算出することを特徴とする、請求項１に記載の電流センサのオフセット補償装置。
【請求項３】
前記電流制御部は、
前記モータのＰＷＭ制御が行われる場合、前記電流センサが検出した前記モータ電流をオフセット補償することを特徴とする、請求項１に記載の電流センサのオフセット補償装置。
【請求項４】
前記電流制御部は、
前記モータのＰＷＭ制御が中断された場合の前記モータ電流の電流値を前記オフセットに算出することを特徴とする、請求項２に記載の電流センサのオフセット補償装置。
【請求項５】
インバータが、モータのＰＷＭ制御のために供給するモータ電流を検出する電流センサのオフセット補償方法において、
前記モータのＰＷＭ制御可否を判断する段階、及び
判断結果により、前記電流センサによって検出された前記モータ電流に対してオフセット算出または、オフセット補償を行う段階を含むことを特徴とする、電流センサのオフセット補償方法。
【請求項６】
前記判断結果により、前記電流センサによって検出された前記モータ電流に対してオフセット算出または、オフセット補償を行う段階は、
前記モータのＰＷＭ制御が中断される場合、前記電流センサによって検出されたモータ電流を利用してオフセットを算出することを特徴とする、請求項５に記載の電流センサのオフセット補償方法。
【請求項７】
前記判断結果により、前記電流センサによって検出された前記モータ電流に対しオフセット算出または、オフセット補償を行う段階は、
前記モータのＰＷＭ制御が続けられる場合は、前記電流センサによって検出されたモータ電流に対してオフセット補償を行うことを特徴とする、請求項５に記載の電流センサのオフセット補償方法。
【請求項８】
前記モータのＰＷＭ制御が中断される場合の前記モータ電流の電流値を前記オフセットに算出することを特徴とする、請求項６に記載の電流センサのオフセット補償方法。
【請求項９】
前記モータのＰＷＭ制御が続けられる場合、オフセット補償された前記モータ電流からＰＷＭ信号を生成して、前記インバータに提供する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の電流センサのオフセット補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサのオフセット補償方法に関し、より詳細にはハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）等の走行動力源のモータに流れる電流を検出する電流センサに用いるための電流センサのオフセット補償方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、環境に優しい自動車として、ハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＨＥＶ）と電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＥＶ）が注目されている。ハイブリッド自動車は、その動力源として、従来のエンジン以外に、電気によって駆動されるモータを備える。より具体的には、主動力源としてエンジンが駆動され、バッテリーから供給されるＤＣ電源をインバータがＡＣ（交流）電源に変換して補助動力源としてモータを駆動する。電気自動車は、その動力源にＤＣ電源、インバータ及び前記インバータによって駆動されるモータを備える。
【０００３】
ハイブリッド自動車または電気自動車において、ＭＣＵ（Ｍｏｔｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ、モータ制御装置）は、モータの出力トルク検出値、モータに流れるモータ電流検出値等を基にモータを精度良く制御する。
【０００４】
一方、電流センサを介して検出されるモータ電流は、実際にモータに流れる電流と一定の差を有し、これを電流センサにおけるオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）という。電流センサにおけるオフセットは、電流センサを動作させるために要する微量の電流であり、電流センサにおいて検出されるモータ電流は、実際モータに流れる電流とオフセットを含むため、電流センサで検出されたモータ電流でオフセットを補償しなければならない。オフセットを補償しなかったモータ電流がＭＣＵに提供されると、実際モータに流れる電流との誤差によってモータ出力トルクの脈動を起こし、これによって全体システムが不安定になりうるためである。
【０００５】
従って、モータの初期駆動時に、オフセットを予め設定して置いて、電流センサで検出された電流に対してオフセット補償することが一般的である。しかし、一般にこのような電流センサのオフセットは、外部ノイズ、経年変化、周辺温度変化、電流センサの老朽化等によって可変されるため、初期駆動時のオフセットを固定的に補償すると結果的に電流センサが検出するモータ電流と実際のモータ電流との誤差が生じて、出力トルクの脈動が発生して、安定的なモータ制御が不可能な問題がある。また、電気自動車等全体システムの機械的共振点と出力トルクの脈動周波数が同期されると全体システムが不安定となる問題を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記のような問題を解決するために提案されたもので、本発明の目的は、電流センサのオフセットを持続的に再算出することによって、適宜オフセット補償ができる電流センサのオフセット補償装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る一実施形態の電流センサのオフセット補償装置は、インバータがモータのＰＷＭ制御のために供給するモータ電流を検出する電流センサを含み、前記電流センサによって検出された前記モータ電流に基づいて生成されたＰＷＭ信号を前記インバータに提供し、前記モータのＰＷＭ制御可否により前記電流センサが検出した前記モータ電流を利用してオフセットを算出するか、または前記電流センサが検出した前記モータ電流をオフセット補償する電流制御部を含む。
【０００８】
本発明に係る一実施形態によると、前記電流制御部は、前記モータのＰＷＭ制御が中断される場合、前記モータ電流を利用して前記オフセットを算出することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る一実施形態によると、前記電流制御部は、前記モータのＰＷＭ制御が行われる場合、前記電流センサが検出した前記モータ電流をオフセット補償することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る一実施形態によると、前記電流制御部は、前記モータのＰＷＭ制御が中断された場合における前記モータ電流の電流値を前記オフセットで算出することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る他の実施形態の電流センサのオフセット補償方法は、モータのＰＷＭ制御可否を判断する段階及び判断結果により、電流センサによって検出されたモータ電流に対してオフセット算出またはオフセット補償を行う段階を含む。
【００１２】
本発明に係る他の実施形態によると、前記判断結果により、前記電流センサによって検出された前記モータ電流に対して、オフセット算出またはオフセット補償を行う段階は、前記モータのＰＷＭ制御が中断される場合、前記電流センサによって検出されたモータ電流を利用してオフセットを算出することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る他の実施形態によると、前記判断結果により、前記電流センサによって検出された前記モータ電流に対してオフセット算出またはオフセット補償を行う段階は、前記モータのＰＷＭ制御が続けられる場合は、前記電流センサによって検出されたモータ電流に対してオフセット補償を行うことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る他の実施形態によると、前記モータのＰＷＭ制御が中断される場合の前記モータ電流の電流値を前記オフセットで算出することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る他の実施形態によると、前記モータのＰＷＭ制御が続けられる場合、オフセット補償された前記モータ電流からＰＷＭ信号を生成して、前記インバータに提供する段階をさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、モータの電流供給の中断可否を持続的に判断して、モータへの電流供給が中断される場合、電流センサによって検出される電流に基づいて電流センサのオフセットを随時再算出することによって、電流センサによって検出される電流に対するオフセット補償が適宜行われて、安定したモータ制御ができるメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電流センサのオフセット補償装置を説明するための例示図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電流センサのオフセット補償方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いる、または「接続されて」いると記述する場合には、その他の構成要素に直接的に連結、または接続されていてもよいが、その中間に他の構成要素が存在してもよいことを理解しなければならない。一方、ある構成要素が、他の構成要素に「直接連結されて」いる、または「直接接続されて」いると記述する場合には、その中間に他の構成要素が存在しないことを理解しなければならない。
【００１９】
本願に用いられた用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられたものであって、本発明を限定する意図はない。単数の表現は、文脈上明白に異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。本願において、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたもの等の存在または付加可能性を予め排除しないものと理解しなければならない。また、明細書に記載された「…部」等の用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェアまたは、ハードウェア及びソフトウェアの結合で具現されることができる。
【００２０】
以下、添付図を参照して、本発明に係る望ましい一実施形態について詳細に説明する。図面上の同一符号は同じ要素を示す。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係る電流センサのオフセット補償装置を説明するための例示図である。
【００２２】
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る電流センサのオフセット補償装置は、インバータ１１０、電流センサ１２０、及び電流制御部１３０を含む。ここで、電流制御部１３０は、モータを制御するモータ制御装置（ｍｏｔｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ、以下ＭＣＵと称する）に備えられる一部構成であってもよい。一方、図１は、モータ電流のオフセット補償を説明するために、モータ（Ｍ）の駆動と係る概略的な構成だけを示したもので、モータ（Ｍ）を動力源とするハイブリッド自動車、電気自動車等がそれより多くの構成要素で構成されることは、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者には明らかである。
【００２３】
インバータ１１０は、直流電源を交流電源に変換して、モータ（Ｍ）へ駆動電流を供給する構成であり、電流制御部１３０から提供されるＰＷＭ信号によりモータ（Ｍ）をＰＷＭ制御する。即ち、インバータ１１０は、電流制御部１３０から受信されるＰＷＭ信号により、インバータ１１０に備えられる多数のトランジスターをスイッチングして直流電源を交流電源に変換し、モータ（Ｍ）に交流電流を供給して、モータ（Ｍ）の駆動をＰＷＭ制御する。ＰＷＭ制御とは、インバータ１１０が前記ＰＷＭ信号によりモータ（Ｍ）へ供給するモータ電流を制御することを意味し、モータ電流はモータ（Ｍ）に流れる電流を示す。
【００２４】
電流センサ１２０は、モータ（Ｍ）に供給される電流、即ち、モータ電流を検出する。電流センサ１２０は、インバータ１１０とモータ（Ｍ）との間の３相結線に形成され、各相の電流を検出して、電流制御部１３０にフィードバック（ｆｅｅｄｂａｃｋ）する。
【００２５】
電流制御部１３０は、モータ（Ｍ）のＰＷＭ制御可否を判断して、モータ（Ｍ）のＰＷＭ制御が継続的に行われている場合には、電流センサ１２０で検出されてフィードバックされるモータ電流をオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）補償する。前記オフセットの算出については後述する。電流制御部１３０は、オフセット補償されたモータ電流に基づいて、インバータ１１０に備えられるトランジスターのスイッチングを制御するための前記ＰＷＭ信号を生成し、生成した前記ＰＷＭ信号をインバータ１１０に出力する。
【００２６】
一方、電流制御部１３０は、モータ（Ｍ）のＰＷＭ制御可否を判断して、モータ（Ｍ）のＰＷＭ制御が中断された場合には、電流センサ１２０で検出されてフィードバックされるモータ電流に基づいて、前記オフセットを算出する。ここで、モータ（Ｍ）のＰＷＭ制御が中断された場合とは、例えば、電気自動車等のエンジンをかけるための初期点検時、停車中の場合、フェイルセーフ（ｆａｉｌ ｓａｆｅｔｙ）発生中、パワーラッチ（ｐｏｗｅｒ ｌａｔｃｈ）発生中の場合等を意味し、インバータ１１０がモータ（Ｍ）を駆動しない場合として、前記モータ電流が理論的に「０」の場合がこれに該当する。即ち、モータ（Ｍ）のＰＷＭ制御が中断された場合、電流センサ１２０で検出されたモータ電流は「０」でなければならないにも関わらず、所定の電流値を有すると、前記所定の電流値が前記オフセットに算出される。電流制御部１３０は、算出されたオフセットを保存し、モータ（Ｍ）のＰＷＭ制御が再開すると保存されたオフセットにより前記モータ電流をオフセット補償して、前記ＰＷＭ信号を生成する。
【００２７】
このように、本発明の一実施形態に係る電流センサのオフセット補償装置は、モータ（Ｍ）の最初駆動時に予め設定されているオフセットを固定的に補償することなく、モータ（Ｍ）のＰＷＭ制御が中断されると随時または、所定の周期毎に前記オフセットを再算出することによって適切なモータ電流によるモータ制御が可能となる。
【００２８】
図２は、本発明の一実施形態に係る電流センサのオフセット補償方法を説明するためのフローチャートである。
【００２９】
電気自動車等の初期駆動がなされると（即ち、電気自動車のエンジンをかける瞬間）、モータ（Ｍ）、インバータ１１０、電流センサ１２０、電流制御部（即ち、ＭＣＵ）１３０の駆動が開始される（Ｓ２１０）。
【００３０】
インバータ１１０、モータ（Ｍ）等の初期駆動が開始されると、電流センサ１２０は、モータ（Ｍ）に流れるモータ電流を検出して、電流制御部１３０にフィードバックする。電流制御部１３０は、電流センサ１２０により検出された前記モータ電流からオフセットを算出する（Ｓ２２０）。
【００３１】
次に、電流制御部１３０は、モータ（Ｍ）のＰＷＭ制御可否を継続的に判断する（Ｓ２３０）。即ち、電流制御部１３０は、インバータ１１０がモータ（Ｍ）の駆動のためのモータ電流を供給するか否かを判断する。このような判断は、所定時間間隔毎に周期的に行わられてもよく、任意の時点に随時行われてもよい。
【００３２】
前記Ｓ２３０の判断結果、モータ（Ｍ）のＰＷＭ制御が行われる場合、電流制御部１３０は前記Ｓ２２０段階で算出されたオフセットにより電流センサ１２０によって検出されたモータ電流をオフセット補償する（Ｓ２４０）。前記オフセットは、正（＋）値または、負（−）値を有してもよいため、オフセット補償は、電流センサ１２０により検出されたモータ電流で前記オフセットを加減して行われる。
【００３３】
前記モータ電流に対するオフセット補償が完了すると、電流制御部１３０は、前記Ｓ２４０段階でオフセット補償されたモータ電流に基づいて、ＰＷＭ信号を生成し（Ｓ２５０）、生成したＰＷＭ信号をインバータ１１０に出力してモータ（Ｍ）へ交流信号のモータ電流を供給する（Ｓ２６０）。
【００３４】
一方、前記Ｓ２３０段階の判断結果、モータ（Ｍ）のＰＷＭ制御が行われない場合、前記Ｓ２２０段階に戻って、電流制御部１３０は電流センサ１２０により検出されたモータ電流から新しいオフセットを算出する。モータ（Ｍ）のＰＷＭ制御が中断された場合であるため、モータに流れるモータ電流が「０」になるべきであるが、電流センサ１２０で所定の電流値を有する、「０」でない電流値が出力されると、この時の電流値が新しいオフセットとして算出される。即ち、前記新しいオフセットは、外部ノイズ、経年変化、周辺温度変化等に係るオフセットの変動に対応して算出されたものである。このように新しいオフセットが算出されると、電流制御部１３０は前記Ｓ２３０段階から前記Ｓ２６０段階を繰り返し行うことによってモータ（Ｍ）を安定的に制御することができる。
【００３５】
以上から本発明に係る実施形態を説明したが、これは例示的なものに過ぎず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者は、多様な変形及び均等な範囲の実施形態が可能であることを理解しなければならない。従って、本発明の権利範囲は、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求範囲と均等物等によって定まるべきである。
【符号の説明】
【００３６】
Ｍ    モータ
１１０    インバータ
１２０    電流センサ
１３０    電流制御部
【図１】
2013128403.tif 000003
【図２】
2013128403.tif 000004